一种模具自由曲面抛光装置及抛光方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105798734A(43)申请公布日2016.07.27(21)申请号201610147306.9B24B49/02(2006.01)(22)申请日2016.03.15G05B19/4099(2006.01)(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人吴晓君马长捷舒骁陈竹祁玫丹(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.B24B19/20(2006.01)B24B29/02(2006.01)B24B47/12(2006.01)B24B41/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种模具自由曲面抛光装置及抛光方法(57)摘要本发明公开了一种模具自由曲面抛光装置及抛光方法，包括连接在机壳中的转架，转架上设有外齿圈，外齿圈上设有轴承连接的主轴和啮合副轴齿轮连接的副轴；副轴由伺服电机驱动，主轴连接机械臂电主轴，并通过伞齿轮组与换向轴相连，换向轴通过变速齿轮副与短轴和抛光轮轴相连，抛光轮轴连接弹性磨具抛光轮，通过伞齿轮副、变速齿轮副将主轴旋转运动转化为抛光轮的自转运动；副轴由伺服电机驱动，通过副轴齿轮带动转架上的外齿圈，实现转架整体的旋转从而产生抛光轮绕主轴的公转运动。本发明在模具自由曲面抛光中，与加工表面形成较大面积仿形接触，适应性强，法向接触力稳定，可实现抛光接触区材料快速均匀去除，加工精度高、工艺实现简单、成本低。CN105798734ACN105798734A权利要求书1/2页1.一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，包括机壳(4)，和通过推力轴承(31)连接在机壳(4)中的转架(5)，转架(5)上设有外齿圈(3)，外齿圈(3)上设有轴承连接的主轴(2)和啮合副轴齿轮(11)连接的副轴(1)；所述副轴(1)由固定在机壳(4)上的伺服电机驱动，所述主轴(2)上方连接机械臂或加工中心的电主轴，下方通过伞齿轮组相互啮合与换向轴(23)相连，换向轴(23)通过变速齿轮副相互啮合与短轴(43)和抛光轮轴(45)相连，抛光轮轴(45)连接弹性磨具抛光轮(6)。2.根据权利要求1所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，所述伞齿轮组包括与主轴(2)相连的主轴伞齿轮(21)和与换向轴(23)相连的换向轴伞齿轮(22)，主轴伞齿轮(21)和换向轴伞齿轮(22)相互啮合后将电主轴的转矩经过主轴(2)传递给换向轴(23)。3.根据权利要求1所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，所述变速齿轮副包括与换向轴(23)相连的换向轴齿轮(41)和与短轴(43)相连的短轴齿轮(42)，以及与抛光轮轴(45)相连的抛光轮轴齿轮(44)，变速齿轮副将转矩转递给抛光轮轴(45)，最终将主轴(2)的旋转运动转化为弹性磨具抛光轮(6)的自转运动。4.根据权利要求3所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，通过推力轴承(31)连接在机壳(4)上的转架(5)延伸至机壳(4)下方，将与主轴(2)下方的伞齿轮组连接的换向轴(23)、短轴(43)和抛光轮轴(45)固定；通过副轴齿轮(11)带动转架(5)上的外齿圈(3)实现转架(5)的旋转运动，从而产生弹性磨具抛光轮(6)绕主轴的公转运动。5.根据权利要求1所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，所述转架(5)为上大下小结构，连接短轴(43)和抛光轮轴(45)的转架(5)在其下方偏心设置，弹性磨具抛光轮(6)位于偏心转架侧部，弹性磨具抛光轮(6)为球形或圆轮状，且其球心或其圆轮径向中心线与主轴(2)在同一轴线上。6.根据权利要求1所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，所述弹性磨具抛光轮(6)为固着不同粒度磨粒的弹性磨具。7.根据权利要求1所述的一种模具自由曲面抛光装置，其特征在于，所述弹性磨具抛光轮(6)的曲率半径小于所要抛光磨具自由曲面的最小曲率半径。8.一种模具自由曲面抛光方法，其特征在于，包括下述步骤：1)首先,由高精度表面粗糙度测量仪器测量模具表面的粗糙度值,取得目前粗糙度数据；2)将粗糙度数据与预期的粗糙度值比较,得到本抛光周期所需要达到的材料去除量；3)选择抛光参数,根据预期的材料去除量，通过计算机模拟最终抛光结果,如果抛光结果达不到要求,则重新选择抛光参数,再一次进行计算机模拟；4)重复步骤3),直到模拟的抛光结果符合要求,将抛光模拟运动参数转化成机械臂或者数控加工中心的控制文件,并传送到机械臂或者数控加工中心控制系统；5)机械臂或者数控加工中心控系统读入并执行控制文件,驱动机械臂或者数控加工中心各个运动机构和模具自由曲面抛光装置按照一定的参数运行；6)将模具自由曲面抛光装置固定于机械臂或数控加工